Моделирование методом молекулярной динамики процесса прохождения липосомы с циннаризином через гематоэнцефалический барьер
Аннотация
Липосомальные препараты обладают рядом преимуществ: защищают клетки организма от токсического действия лекарственных средств; пролонгируют действие введенного в организм лекарственного средства; защищают лекарственные вещества от деградации; способствуют проявлению нацеленной специфичности за счет селективного проникновения из крови в ткани; изменяют фармакокинетику лекарственных препаратов, повышая их фармакологическую эффективность; позволяют создать водорастворимую форму ряда лекарственных субстанций,
увеличивая тем самым их биодоступность. В данной работе были проведены исследования по разработке методики определения степени включения в липосомы из соевого лецитина циннаризина, нашедшего широкое применение как корректора нарушений мозгового кровообращения. Целью данного исследования является определение расстояния между мембранами эндотелиоцитов, критического для прохождения липосомы через гематоэнцефалический барьер.
Моделирование изменения структуры липосомы с циннаризином, расположенной между двумя клеточными мембранами, проведено методом молекулярной динамики при различных расстояниях между мембранами. Квадратный плоский фрагмент двухслойной фосфолипидной мембраны был собран с использованием интернет-сервиса Charmm-GUI->Input Generator->Martini Maker->BilayerBuilder (http://www.charmm-gui.org/?doc=input/mbilayer). Оптимизация геометрии и моделирование молекулярной динамики в программе Gromacs 2019 с использованием силового поля Martini 2.2. По результатам моделирования крупнозернистой молекулярной динамики липосома из очищенного соевого лецитина с циннаризином, адсорбированным на ее внутренней и внешней поверхности, способна сохранять целостность, находясь между мембранами эндотелиоцитов при
расстоянии между мембранами более 8 нм. При расстоянии между мембранами эндотелиоцитов менее 8 нм липосома с циннаризином, находящаяся между эндотелиоцитами, может терять структурную целостность за счёт слияния с мембраной эндотелиоцита.
В результате проведенных исследований установлено расстояние между мембранами эндотелиоцитов, при котором липосома с циннаризином, находящаяся между эндотелиоцитами, может терять структурную целостность за счёт слияния с мембраной эндотелиоцита.
Скачивания
Литература
Hou G., Niu J., Song F., Liu Z., Liu S. Studies on the interactions between ginsenosides and liposome by equilibrium dialysis combined with ultrahigh performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Journal of Chromatography B. 2013;923–924: 1–7. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2013.01.035
Sariev A. K., Abaimov D. A., Seyfulla R. D. Drug bioavailability improvement by means of nanopharmacology: pharmacokinetics of liposomal drugs. Experimental and Clinical Pharmacology. 2010; 11:34–38. (In Russ.). https://doi.org/10.30906/0869-2092-2010-73-11-34-38
Kamchatnov P. R., Salnikova G. S., Mikhailova N. A. Chronic disorders of bran blood circulation and possibilities of their pharmacological correction. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2012;112(6): 72–75. (In Russ.). Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17912111
Dolgova I. N., Starodubtsev A. I. The chronic cerebrovascular pathology in young patients. Medical Bulletin of the North Caucasus. 2011;1:26–29. (In Russ., abstract in Eng.). Available at: https://med-click.ru/uploads/files/docs/hronicheskaya-tserebrovaskulyarnaya-patologiya-u-patsientovmolodogo-vozrasta.pdf
Glukhova O. E. Liposome Drug Delivery System across Endothelial Plasma Membrane: Role of Distance between Endothelial Cells and Blood Flow Rate. Molecules.2020;25:1875. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules25081875
Jo S., Kim T., Iyer V.G., Im W. CHARMM-GUI: A Web-based Graphical User Interface for CHARMM. Journal of Computational Chemistry. 2008;29: 1859–1865. https://doi.org/10.1002/jcc.20945
Qi Y., Ingólfsson H. I., Cheng X., Lee J., Marrink S. J., Im W. CHARMM-GUI Martini Maker for Coarse-Grained Simulations with the Martini Force Field. Journal of Chemical Theory and Computation. 2015;1: 4486–4494. https://doi.org/10.1021/acs.jctc.5b00513
Tian Y., Shen S, Gu L., Zhou J., Li Y., Zheng X. Computer-aided design of glucoside brain-targeted molecules based on 4PYP. Journal of Molecular Graphics and Modelling. 2021;103: 107819. https://doi.org/10.1016/j.jmgm.2020.107819
Dar K. B., Bhat A. H., Amin S., … Ganie S. A. Modern computational strategies for designing drugs to curb human diseases: a prospect. Current Topics in Medicinal Chemistry. 2018;18(31): 2702–2719. https://doi.org/10.2174/1568026619666190119150741
Scholtz A. W., Hahn A., Stefflova B., … Weisshaar G. Efficacy and safety of a fixed combination of Cinnarizine 20 mg and Dimenhydrinate 40 mg vs Betahistine Dihydrochloride 16 mg in patients with peripheral vestibular vertigo: a prospective, multinational, multicenter, double-blind, randomized, non-inferiority clinical trial. Clinical Drug Investigation. 2019;39(11): 1045–1056. https://doi.org/10.1007/s40261-019-00858-6
Ivanova L., Nikolov R., Tsikalova P., Nikolova M. Experimental rheoencephalographic studies on the effect of the cinnarizin analogue As2 on cerebral circulation. Acta Physiol Pharmacol Bulg. 1979;5(2):47–52.
Asadi P., Zia Ziabari S. M., Majdi A., Vatanparast K., Naseri Alavi S. A. Cinnarizine/betahistine combination vs. the respective monotherapies in acute peripheral vertigo: a randomized triple-blind placebocontrolled trial. European Journal of Clinical Pharmacology. 2019;75(11): 1513-1519. https://doi.org/10.1007/s00228-019-02741-x
Sethi S., Mangla B., Kamboj S., Rana V. A. QbD approach for the fabrication of immediate and prolong buoyant cinnarizine tablet using polyacrylamide-gcorn fibre gum. International Journal of Biological Macromolecules 2018;117: 350–361. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.05.178
Maghsoodi M., Nokhodchi A., Oskuei M. A., Heidari S. Formulation of Cinnarizine for stabilization of its physiologically generated supersaturation. AAPS PharmSciTech. 2019;20(3): 139. https://doi.org/10.1208/s12249-019-1338-7
Wang X., Liu W., Du K. Palaeontological evidence of membrane relationship in step-by-step membrane fusion. Molecular Membrane Biology. 2011;28: 115–122. https://doi.org/10.3109/09687688.2010.536169
Hsu P-C., Bruininks B. M. H., Jefferies D., … Im W. CHARMM-GUI Martini Maker for modeling and simulation of complex bacterial membranes with lipopolysaccharides. Journal of Computational Chemistry. 2017;15: 38(27):2354–2363. https://doi.org/10.1002/jcc.24895
van Hoogevest P., Wendel P. A. The use of natural and synthetic phospholipids as pharmaceutical excipients. European Journal of Lipid Science and Technology. 2014;116: 1088–1110. https://doi.org/10.1002/ejlt.201400219
Marrink S. J., Risselada H. J., Yefimov S., Tieleman D. P., de Vries, A. H. The MARTINI force field: Coarse grained model for biomolecular simulations. Journal of Physical Chemistry B. 2007;111: 7812–7824. https://doi.org/10.1021/jp071097f
Berendsen H. J. C., Postma J. P. M., van Gunsteren W. F., Di Nola A., Haak J. R. Molecular dynamics with coupling to an external bath. The Journal of Chemical Physics. 1984;81(8): 3684–3690. https://doi.org/10.1063/1.448118
Cansella M., Gouygoub J.-P., Jozefonvicza J., Letourneura D. Lipid composition of cultured endothelial cells in relation to their growth. Lipids. 1997;32: 39–44. https://doi.org/10.1007/s11745-997-0006-3
Copyright (c) 2023 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
